Biopalivá: ako účinne využívať poľnohospodársky odpad

Čoskoro alebo neskôr sa neobnoviteľné minerály, ktoré sa teraz používajú ako palivo, úplne vyčerpajú. Preto sa na celom svete zavádzajú rôzne technológie využívajúce biopalivá. Môže nahradiť tradičné zdroje energie vo väčšine oblastí ľudskej činnosti a získať ju, stačí recyklovať poľnohospodársky odpad osobitným spôsobom.

Všeobecné ustanovenia

Základné pojmy

Začnime tým, že definujeme, aké sú biopalivá. Uvažovaný typ nosiča energie je úplne ekologický a s vhodným vybavením sa môže použiť na vykurovanie obytných budov, napájanie automobilov, napájanie priemyselných zariadení atď.

Plynné, tekuté alebo tuhé biopalivá môžu byť vyrobené z rôznych plodín (napr, repka), ako aj živočíšnych produktov a výkalov (hnoj biopalív). To znamená, že suroviny na jeho výrobu sú spravidla tie výrobky, ktoré boli predtým odoslané na skládku.

Okrem toho výhody tohto druhu energie možno pripísať ich ekologickej šetrnosti. Počas spaľovania sa uvoľňujú oveľa menej škodlivé látky, ktoré ovplyvňujú stav životného prostredia. Toto priaznivo odlišuje kotle na biopalivá od vykurovacích zariadení na naftu alebo plyn, ktoré sú známe svojimi karcinogénnymi výfukovými plynmi.

Avšak biopalivo má významné nevýhody:

• nízka tepelná kapacita - kvapalné biopalivo, spaľovanie vo výmenníku tepla, vyžaruje menej tepla ako podobné množstvo benzínu alebo motorovej nafty;
• vysoké výrobné náklady - moderné technológie ešte neumožňujú výrobu biopalív - kvapalných, tuhých alebo plynných - v priemyselnom meradle, pretože ich cena je o niečo vyššia ako tradičné nosiče energie;
• silné korózne vlastnosti - a rastlinné oleje, živočíšne tuky, sú súčasťou organické energia, majú silný deštruktívny vplyv na mechanizmy, ktoré bránia ich použitie v spaľovacích motoroch a ďalšie podobné systémy.

V súčasnosti je získavanie biopalív s menej agresívnymi vlastnosťami a lacnejšími metódami jedným z prioritných smerov vedeckého výskumu vedcov po celom svete. Obrovský pokrok v tejto oblasti umožňuje s istotou povedať, že v najbližšej budúcnosti bude možné zbaviť sa väčšiny nedostatkov tohto druhu energie.

Už široko používané biopalivá pre skleníky a iné poľnohospodárske štruktúry. Plyn získaný spracovaním hnoja alebo peliet sa používa na vytvorenie pohodlného mikroklímu, v ktorom rastú rôzne plodiny. (Pozri tiež článok Vykurovanie skleníka v zime: funkcie.)

Venujte pozornosť! Na rozdiel od prírodného oleja a plynu, ktoré sa vyrábajú len v miestach, kde sa vyskytujú, zariadenia na výrobu biopalív nie sú viazané na vklady a môžu byť inštalované kdekoľvek v našej krajine.

Výroba biopalív

Dokonca aj na začiatku výskumu súvisiaceho s vývojom energie z poľnohospodárskeho odpadu sa vedci vyjadrili obáv, že v budúcnosti, keď sa biopalivá stanú rozšírenými, môžu vzniknúť problémy s potravinami. To je možné, ak sa plodiny (kukurica, repka, kukurica) použijú nie na ich určený účel, ale na destiláciu do paliva.

Aby sa tomu zabránilo, vedci hľadali ďalšie zdroje energie pre biopalivá. V dôsledku svojho výskumu sa objavili biopalivá druhej generácie a novšie verzie.

Patria k nim látky, ktoré nie sú získané z rastlín samotných, ale z ich odpadu: listy, plevy, odrezky atď. Prominentný predstaviteľom tohto druhu chladiva biopalív z pilín a hnoja - plyn, pozostávajúce z metánu a oxidu uhličitého, ktorý v bežnej reči sa nazýva "odpadové vody".

Je úplne identická v zložení s prírodným fosílnym metánom. Po odstránení nepotrebných prvkov z neho môže byť použitý na výrobu etanolu pre pece, ktoré ohrievajú určité štruktúry.

Najinovatívnejšie biopalivo - ktorého prezentácia sa uskutočnila nie tak dávno - je vyrobená z rias. Tieto podvodné rastliny môžu byť pestované v rybníkoch, ktoré nie sú vhodné pre poľnohospodárske potreby. Okrem toho sa môžu kultivovať v takzvaných fytobioreaktoch.

Ako sa vyvíjajú, tieto organizmy tvoria molekulárne štruktúry, ktoré sa podobajú štruktúre oleja vo svojej štruktúre. Biopalivo z rias je najsľubnejším vývojom, jeho praktická aplikácia je však stále veľmi ďaleko.

Venujte pozornosť! Kladné body používanie riasy možno pripísať na vrub skutočnosti, že v priebehu svojho života, ktoré absorbujú oxid uhličitý, čím sa znižuje množstvo skleníkových plynov v atmosfére našej planéty.

Biopalivové odrody

Zdroje energie z biopalív sa napriek nedostatkom v zložení a výrobných technológiách uvedené v predchádzajúcich odsekoch používajú teraz. V niektorých oblastiach ľudskej činnosti nahrádzajú elektrickú energiu. K dispozícii sú dokonca aj celé kotolne s biopalivami, pomocou ktorých sa vykonáva vykurovanie obytných budov, komerčných a priemyselných budov.

Najpoužívanejšie biopalivá sú:

• kvapalina;
• pevná látka.

Pozrime sa na každú z nich podrobnejšie.

kvapalina

Jednou z najvhodnejších plodín na výrobu biopalív je znásilnenie.

Nosič energie sa vyrába podľa nasledujúcej schémy:

• Zhromaždená repka sa podrobí jemnému čisteniu, v dôsledku čoho sa z nej odstránia odpadky, pôda a iné cudzie prvky;
• potom sa rastlinné suroviny rozdrvia a stláčajú, aby sa získal koláč;
• potom dochádza k esterifikácii repkového oleja - prchavé estery sa extrahujú z tejto látky pomocou špeciálnych kyselín a alkoholov;
• nakoniec sa výsledné palivo z bionafty očistí od nepotrebných olejových nečistôt.

Tip! Výsledná látka je vhodná na nezávislé použitie a môže byť tiež použitá ako prídavná látka pre naftu, ktorá umožňuje znížiť škodlivé emisie do atmosféry.

Navyše, biopalivo E-95, ktoré nahrádza tradičné benzín, je rozšírené. Tento typ nosiča energie pozostáva z etylalkoholu s prísadami, ktoré znižujú korozívny účinok na kovové a gumené časti spaľovacích motorov inštalovaných v automobiloch.

Výhody biologického benzínu sú nasledovné:

• náklady na tento typ paliva sú nižšie ako tradičné;
• pri použití sa zvyšuje doba prevádzky oleja a filtračných prvkov;
• spaľovanie biopalív nevedie k vytvoreniu plaku na zapaľovacích sviečkach, ktorý zabraňuje prechodu iskry;
• motor s vnútorným spaľovaním, ktorý beží na biobenzéne, nevypúšťa škodlivé látky do ovzdušia;
• etanol sa zhoršuje a nevybuchne počas dopravných nehôd;
• Organický benzín odpája pri nižšej teplote, pretože motor sa v teplej sezóne neprehrieva.

Napriek vyššie uvedeným výhodám má kvapalné biopalivo niekoľko nevýhod, ktoré bránia jeho rozšírenému zavádzaniu do hospodárskej činnosti:

1. Pri použití ekologického benzínu sa motory s vnútorným spaľovaním a iné zariadenia rýchlo zhoršujú, pretože látky, ktoré tvoria prírodný nosič energie, spôsobujú koróziu a zničia gumové tesnenia agregátov. Efektívne spôsoby boja proti tomuto javu zatiaľ neboli nájdené.
2. Pre kompletnú výmenu fosílnych palív biologickým je potrebné výrazne rozšíriť plochu poľnohospodárskej pôdy, čo je v súčasnosti nemožné. Okrem toho je plocha pôdy vhodná na pestovanie rastlín obmedzená. Riešenie tohto problému môže slúžiť ako palivo tretej generácie, práca na jeho vývoji ešte nie je dokončená.

firma

Okrem kvapalných biopalív získala solídna organická energia zaslúžené uznanie medzi spotrebiteľmi na celom svete.

Ich vlastnosti sú nasledovné:

1. Vyrobené z rôznych surovín biologického pôvodu. Môže to byť organický odpad ľudí a zvierat a častí rôznych rastlín.
2. Podstatou technologického procesu výroby tuhých biopalív je efektívne využívanie rôznych metód štiepenia celulózy. V súčasnosti sa uskutočňujú mnohé štúdie, ktorých cieľom je opakovať prirodzené procesy štiepenia, ktoré sa vyskytujú v tráviacom trakte živých organizmov.
3. Na výrobu tuhého organického paliva sa používa takzvaná biologická hmotnosť, ktorá má určitú konzistenciu a proporcie. Hotový výrobok sa získava odstránením vlhkosti zo suroviny a následným lisovaním.

Najčastejšie sa tuhá energia dodáva v týchto formách:

• brikety;
• pelety;
• granule.

Nezávislá výroba biopalív

Nevyhnutné suroviny

Vytváranie vlastného biopalív je dosť jednoduché. To si vyžaduje veľké množstvo hnoja a nie veľmi zložité vybavenie, ktoré si môžete objednať od špecializovaných firiem.

Náklady, ktoré vzniknú v počiatočnej fáze, sa počas najbližších rokov vyplatia. Kotelna na biopalivá, ktorá ohrieva nielen agrotechnické a chovné prevádzky, ale aj obytný dom, výrazne ušetrí na účtoch za elektrickú energiu.

Najvhodnejším z energetického hľadiska je kôrový hnoj. Avšak nie každá farma sa zaoberá chovom týchto zvierat, preto sa v zariadeniach na výrobu bioplynu môže použiť odpad z iných zvierat.

V procese sa môžu použiť nasledujúce organické zmesi:

• odpad z koňa, zmiešaný s rašelinou alebo slamou;
• hnoj zmiešaný s stopkami po spracovaní ľanu;
• hnoj zmiešaný s organickým ľudským odpadom;
• kravský trus miešaný s koňom v pomere 50/50;
• odpad z kráv zmiešaných s pilinami;
• konský hnoj zmiešaný s padlými listami.

Pred výrobou bioplynu musí byť surovina umiestnená v zapečatenej bunke, kde bude kvasenie dlhší čas. Potom sa nadbytočná kvapalina z biologickej zmesi odparí a výsledný biometán sa používa na uspokojenie rôznych ekonomických potrieb.

Domáce zariadenie na výrobu biopalív

Nasledujúca inštrukcia sa týka technológie samoobslužnej jednotky, ktorá sa môže použiť na výrobu biopalív.

Je potrebné urobiť nasledovné:

1. Najskôr vykopať jamku veľkosti, ktorú potrebujete (v závislosti od množstva dostupných surovín).
2. Steny jamy by mali byť prednostne spevnené betónovými krúžkami. To zabráni pôde, aby unikla. Kĺby by mali byť starostlivo uzavreté betónovým roztokom s pridaním zmäkčovadiel, aby sa zabránilo únikom, ktorými sa môže vyprodukovaný bioplyn odparovať.
3. Zhora je konštrukcia hermeticky uzatvorená kupolou, v ktorej sa vyrábajú otvory a inštalované potrubia, ktoré sú potrebné na dodávku plynu zákazníkom.
4. Na zvýšenie účinnosti inštalácie môžu byť ohrievače namontované v nádrži vo forme cievok, ktoré pracujú s elektrickou energiou.

Venujte pozornosť! Na používanie organického plynu je potrebné modernizovať vykurovacie zariadenie alebo rekonštrukciu horákov tak, aby do spaľovacej komory vstúpilo viac kyslíka.

Proces získavania biopalív je nasledovný:

• organické suroviny sa vkladajú do nádrže (jej zloženie sa podrobne rozoberá v predchádzajúcej časti);
• je tu tiež potrebné pridať vodu, čím sa zvýši obsah vlhkosti organických látok až na 70%;
• potom by sa mal zapnúť vykurovací článok a teplota hnoja by sa mala zvýšiť na 35 stupňov;
• po začiatku fermentácie sa teplota zmesi zvýši ešte viac, v dôsledku čoho začne plyn, ktorý sa používa na napájanie týchto alebo iných spotrebiteľov.

Ekologické palivo pre krby

Okrem bioplynu a organického benzínu, ktorého použitie ešte nie je veľmi rozšírené, môžete už cítiť všetky potešenia z používania biopalív. Ide o kvapalinu Planica fanola, ktorá je špeciálne navrhnutá na použitie v biokrvniach a môže byť použitá bez komínového a špeciálneho vetrania.

Pri spálení sa tento druh paliva netvorí horľavosť a dym a tiež nevyžaruje škodlivé látky, ktoré môžu poškodiť ľudské telo.

Jeden liter kvapaliny, zapálenej v špeciálnej nádrži inštalovanej v krbe na biopalivá, môže spaľovať najmenej 6 hodín s uvoľnením tepla, ktorého výkon sa rovná 3 kW energie. Je to takmer dvakrát viac, ako bežné, ale menej ekologické palivové drevo.

záver

Biopalivo je jedným zo sľubných projektov, ktoré budú v budúcnosti oceňované. To však nebráni tomu, aby ste používali vlastné biopalivá pre skleníky alebo kúpele. Viac o tom môžete získať z nižšie uvedeného videa.